节肢动物门的主要特征

第一节节肢动物门的主要特征

1.1 异律分节

体不同部分的体节完成不同的功能, 内脏器官也集中于一定体节中。

机能和结构相同的体节常组合在一起, 形成体区。如昆虫:

头部(感觉中心)

胸部(运动中心)

腹部(营养和生殖中心)

意义: 体节既分化, 又组合, 从而增强运动, 提高了动物对环境条件的趋避能力

1.2 体壁：

角皮（角质层，外骨骼）

上角皮

原角皮

外角皮

内角皮

上皮

基膜

发达坚厚的外骨骼(角质膜)

发生: 上皮分泌形成的一种角质膜(发达、坚硬、厚实)

组成: 上角皮主要由脂蛋白组成，

原角皮主要由蛋白质和多糖的几丁质

功能: 保水、保护内部结构、肌肉的附着点

类型:各个体节通常包被四块外骨骼—背板和腹板各一块, 侧板（连接足和翅）两块；

外骨骼通过硬化作用和矿化作用由软变硬

硬化通常从上角皮的最内层开始，逐渐向原角皮层发展

矿化作用主要是甲壳动物具有的伴随着原角皮层形成的碳酸钙和磷酸钙的沉积现象

1.3 生长与蜕皮 (ecdysis)

概念:昆虫纲和甲壳纲等节肢动物，以及线虫动物等的体表具有保护身体的角质层，限制动物的生长，发育中必须脱去旧的角质层

蜕皮现象也是节肢动物和其它一些体表被有厚角质层的无脊椎动物共同具有的特征之一

龄期：节肢动物2次蜕皮之间的时期。

蜕皮过程

动物停止摄食, 上皮脱离旧外骨骼, 并开始产生新外骨骼

同时分泌蜕皮液(内含几丁酶和蛋白酶)于新旧外骨骼之间, 分解、吸收旧外骨骼; 旧外骨骼由于分解溶化而变薄, 并在一定部位破裂

动物体钻出, 新外骨骼比旧外骨骼宽大, 并皱褶于旧外骨骼之下

旧外骨骼脱去, 动物吸水、吸气或肌肉伸张而身体膨胀, 新外骨骼便随之扩张, 这样身体也就生长

新外骨骼渐渐增厚变硬, 生长便停止

前肠和后肠内面的旧外骨骼也连在一起脱下

—蜕皮受激素的控制

•激素与蜕皮，以昆虫为例：

–胸腺:分泌蜕皮激素，昆虫成虫胸腺萎缩，不再蜕皮

–咽侧体:分泌保幼激素，抑制蜕皮

–神经分泌细胞对胸腺的调控：分泌激素活化胸腺，促进蜕皮激素分泌

1.4 附肢及其进化

每一体节几乎都有一对附肢, 附肢是实心的, 内有发达的肌肉, 不但与身体相连处有活动关节, 并且本身也分节, 十分灵活, 这种附肢称节肢, 各节称为肢节

作用: 增强了节肢动物的运动能力

节肢的灵活性和运动力都远远超过疣足

1.5 支持与运动

节肢动物依赖外骨骼支持身体，并保持身体的形状

外骨骼具有柔性关节是节肢动物在进化中获得的最大成功之一，为它们打开了一条通向飞行的道路，极大地拓展了生活的空间

节肢动物的肌肉与体壁之间不形成连续的肌肉层, 而是发展为分离的肌肉束（3对附肢肌，背纵肌、腹纵肌各1对）

在节肢动物以前的动物肌肉几乎都是平滑肌, 从节肢动物开始形成发达的横纹肌, 获得高度发达的运动机能

1.6 摄食与消化系统

体表缺乏功能性的纤毛，但许多节肢动物获得了悬浮取食的能力 多样化的取食是节肢动物采取的摄食对策

消化道

前肠: 外胚层内陷形成，通常用以取食、运送和贮存食物，以及对食物进行机械消化

中肠: 内胚层发育形成，产生酶，司食物的化学消化

常与一个或多个消化盲囊(消化腺、肝脏或肝胰脏)相通

中肠内壁包有围食膜

后肠: 外胚层内陷形成，是水分吸收、粪便的形成与暂时贮存场所

直肠垫—陆生节肢动物后肠上重吸收水分的结构

1.7 循环与气体交换

节肢动物的体腔在发育早期也形成中胚层的体腔囊, 但在继续发育的过程中, 不扩展为广阔的真体腔, 而是退化为生殖管腔、排泄管腔和围心腔。在以后的发育过程中, 围心腔壁消失, 使体壁和消化道之间的初生体腔与围心腔的次生体腔相混合, 形成混合体腔

混合体腔内充满血液, 也称作血体腔（血腔）

2.开管式（开放式）循环系统：

血液经心脏→动脉→血腔→心孔→心脏。（肌肉质心脏能自主搏动，血流有一定方向）

3.节肢动物循环系统的复杂程度与呼吸系统的复杂程度有关：

呼吸系统简单（局限于身体某一部分），循环系统复杂，如虾用鳃呼吸血管发达

呼吸系统复杂（分散在全身各部分），循环系统简单,如昆虫用气管呼吸，血管简单

用体表呼吸的小型节肢动物循环系统消失或仅有心脏，如水蚤

血色素在血液中

4. 少数节肢动物没有专门的呼吸器官，以体表或关节处薄的角皮直接进行呼吸

5. 绝大多数节肢动物则以外胚层形成的呼吸器官进行气体交换

水生类群: 以鳃或书鳃呼吸→体壁的外突物

陆栖类群: 书肺或气管→体壁的内陷物

气管结构: 外端以气门与外界相通, 内端则在动物体内延伸, 并一再分枝, 布满全身, 最细小的分枝一直伸入组织间, 直接与细胞接触

作用: 直接供应氧气给组织, 直接从组织排放碳酸气

呼吸机制有两类:

气管系统: 直接将氧气输送到呼吸组织, 与细胞进行气体交换

其它类型是呼吸系统都通过毛细血管进行气体交换, 再由循环系

统完成输送氧气的任务

1.8 排泄与渗透调节

低等节肢动物缺乏专门的排泄器官，其代谢产物常伴随蜕皮排出 大多数节肢动物发展出一系列内端封闭的高效排泄器官

一类：由残留的体腔囊与体腔管形成的构造，如触角腺和小颚腺（甲壳动物）、基节腺（蛛形纲）等

另一类：马氏管

陆生昆虫等（蛛形类、六足类）产生的新的排泄器官

从中肠与后肠之间发出的多数细管, 直接浸浴在血体腔内的血液中, 能吸收大量尿酸等蛋白质的分解产物, 使之通过后肠, 与食物残渣一起由肛门排出

节肢动物的渗透压生理调节极其复杂，血腔中的物质进入体腔管型的排泄器官既有在滤过压作用下的被动流动，也有主动运输

肾管：大量的有用物质被选择性吸收，最后在肾孔处形成终尿

马氏管：缺少选择性吸收，必须借助肠道的重吸收作用

1.9 神经系统与感觉器官

神经系统

链状神经系统：脑、食道下神经节(咽下神经节)、围咽神经、腹神经索等。

脑的分化：前脑（视觉等）、中脑（触觉等）、后脑（下唇、消化道等）

节肢动物神经节愈合的情况与身体外部分节的消失是密切相关